(57)【要約】  射出構成要素とクランプ構成要素とを含むプラスチック射出成形機で使用するために動作可能な添加剤フィーダシステムが提供される。添加剤フィーダシステムは、フィーダ制御ユニットと、フィーダ供給機構と、フィーダ適用量制御機構とを含む。添加剤フィーダシステムは、所望の製品特徴を達成するために原材料と混合するための添加剤材料の特定の適用量をリアルタイムで提供するように動作可能である。添加剤フィーダシステムは、成形プロセス、プラスチック成形プロセス、ブロー成形、圧縮成形、押出し成形、射出成形、および積層など、射出成形および押出しに適用可能であり、および例えば色の混合および栄養分補充用の添加剤フィーダを含む。【選択図】図３Ａ
2019509193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造用形成機で使用するための添加剤フィーダシステムであって、
前記製造用形成機が、原材料を溶融材料に変換するように動作可能な少なくとも１つの溶融機構であって、前記原材料を受け入れるように動作可能な少なくとも１つのホッパと、モータ駆動型押出しユニットと、前記原材料を溶融するように動作可能な少なくとも１つのヒータとを含む少なくとも１つの溶融機構を含み、
前記添加剤フィーダシステムが、所望の製品特徴を提供するために添加剤材料を作るように動作可能であり、前記添加剤フィーダシステムが、
前記添加剤フィーダシステムを制御するように動作可能なフィーダ制御ユニットと、
少なくとも１つの供給ユニットから１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構と、
前記添加剤材料を所望の適用量で投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構と
を含み、
前記添加剤フィーダシステムが、前記所望の製品特徴を達成するために前記原材料と混合するための前記添加剤材料の特定の適用量をリアルタイムで提供するように動作可能であり、
前記添加剤材料が、前記フィーダ供給機構によって前記フィーダ適用量制御機構にフィードされる１つまたは複数のフィードラインから作られる
添加剤フィーダシステム。
【請求項２】
前記添加剤フィーダシステムが前記製造用形成機の前記ホッパと前記モータ駆動型押出しユニットとの間に接続される、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３】
前記原材料がプラスチック顆粒、プラスチックペレット、プラスチックフレーク、プラスチック粉末、液体添加剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料種の組み合わせである、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項４】
前記フィーダ供給機構が、１つまたは複数のフィードセットから前記１つまたは複数のフィードラインをフィードするように動作可能であり、前記フィードセットのそれぞれが１つまたは複数のフィードラインを提供するように構成される、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項５】
前記１つまたは複数のフィードラインの前記少なくとも１つの供給ユニットが、ドラムユニット、ローラユニット、プーリ、リール、染料注入ヘッドおよび貯蔵容器ユニットからなる群から選択されるフィーダを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項６】
前記フィーダ適用量制御機構が、前記フィーダ適用量制御機構を駆動するように動作可能な電気システムを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項７】
前記フィーダ適用量制御機構が、前記フィーダ適用量制御機構を駆動するように動作可能な空気圧システムを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項８】
前記フィーダ適用量制御機構が、前記フィーダ適用量制御機構を駆動するように動作可能な油圧システムを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項９】
前記フィーダ適用量制御機構が、前記１つまたは複数のフィードラインを所望の長さに切断するように動作可能なカッタユニットを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１０】
前記カッタユニットが、前記フィーダ制御ユニットによって制御可能な速度で前記モータ駆動型押出しユニットに取り付けられたスロート部分中に前記１つまたは複数のフィードラインを切断するように動作可能である、請求項９に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１１】
前記添加剤材料が、前記原材料顆粒の範囲内に収まらないようなサイズで前記カッタユニットによって切断される、請求項９に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１２】
前記添加剤材料が、約０．００５グラム〜０．０１グラムの重量で前記カッタユニットによって切断される、請求項９に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１３】
前記カッタユニットが、単ブレードカッタ、多ブレードカッタ、回転式ディスクカッタ、ギロチン式はさみ、レーザ機構、およびサーマルカッタからなる群から選択される切断機構を使用するように動作可能である、請求項９に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１４】
前記フィーダ制御ユニットが、少なくとも１つの制御信号を含む命令を伝達するように動作可能な制御器をさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１５】
前記フィーダ制御ユニットが、ソフトウェアアプリケーションを実行するように動作可能な処理ユニットをさらに含み、前記ソフトウェアアプリケーションが、制御命令を受信して送信するように動作可能なコンピュータ化されたユーザインターフェースを含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１６】
前記コンピュータ化されたユーザインターフェースがタッチスクリーンをさらに含む、請求項１５に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１７】
前記フィーダ制御ユニットが無線通信層をさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１８】
前記フィーダ制御ユニットが有線通信層をさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項１９】
前記制御器が、前記フィーダ適用量制御機構の動作を制御するように動作可能である、請求項１４に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２０】
前記制御器が、前記フィーダ供給機構の動作を制御するように動作可能である、請求項１４に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２１】
前記処理ユニットが、前記コンピュータ化されたユーザインターフェースを介してモバイルデバイスとインターフェースするように動作可能である、請求項１５に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２２】
前記処理ユニットが、前記コンピュータ化されたユーザインターフェースを介してリモートサーバマシンとインターフェースするように動作可能である、請求項１５に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２３】
前記フィーダ制御ユニットが、前記添加剤フィーダシステムに関するデータを表示するように動作可能なディスプレイモジュールをさらに含む、請求項１４に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２４】
前記ディスプレイモジュールが、前記製造用形成機に関するデータを表示するようにさらに動作可能である、請求項２３に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２５】
前記１つまたは複数のフィードラインは、前記１つまたは複数のフィードラインが予め構成された寸法で巻かれることができるように可撓性の特徴を含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２６】
前記フィーダ制御ユニットが、以下の入力パラメータ：製品設計重量パラメータ、原材料グレーレベルパラメータ、最終製品色パラメータ、添加剤材料重量（メータ／グラム）パラメータ、特定重量パラメータ、添加剤フィードライン直径パラメータ、ＵＶパラメータのうちの１つまたは複数を受け取るように構成される、請求項１４に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２７】
前記フィーダ制御ユニットが、前記原材料グレーレベルパラメータを表す着色画像を受け取るように動作可能である、請求項２６に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２８】
前記フィーダ制御ユニットが、前記最終製品色パラメータを表す着色画像を受け取るように動作可能である、請求項２６に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項２９】
前記フィーダ制御ユニットが、最終製品色パラメータを表す着色画像を受け取るように動作可能である、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３０】
動作データを収集し、学習を可能にし、入力パラメータをさらに微調整するように動作可能なデータ収集モジュールをさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３１】
前記製造用形成機が、射出成形機、押出成形機、押出機ユニット、ブロー成形機、圧縮成形機および接着剤塗布機またはそれらの組み合わせからなる機械の群から選択される、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３２】
記憶ユニットをさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３３】
メモリユニットをさらに含む、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３４】
前記フィーダ制御ユニットが、前記少なくとも１つの供給ユニットが交換を必要とするときに知らせるように構成される、請求項１に記載の添加剤フィーダシステム。
【請求項３５】
バッチ式ブレンダ機と共に使用するための添加剤フィーダシステムであって、前記バッチ式ブレンダ機が、原材料を受け入れるように動作可能な少なくとも１つのホッパと、前記原材料を均一に混合するように動作可能なモータ駆動型混合ユニットと、前記混合原料を排出するように動作可能な排出ユニットとを含み、
前記添加剤フィーダシステムが、所望の製品特徴を提供するために添加剤材料を作るように動作可能であり、前記添加剤フィーダシステムが、
前記添加剤フィーダシステムを制御するように動作可能なフィーダ制御ユニットと、
少なくとも１つの供給ユニットから１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構と、
前記添加剤材料を所望の適用量で投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構と
を含み、
前記添加剤フィーダシステムが、前記所望の製品特徴を達成するために前記原材料と混合するための前記添加剤材料の特定の適用量をリアルタイムで提供するように動作可能であり、
前記添加剤材料が、前記フィーダ供給機構によって前記フィーダ適用量制御機構にフィードされる１つまたは複数のフィードラインによって作られる
添加剤フィーダシステム。
【請求項３６】
改良された方法で添加剤材料を製造用形成機に自動的に提供する添加剤フィーダシステムにおける使用方法であって、
前記添加剤フィーダシステムが、少なくとも１つのパラメータによって特徴付けられるセットアップ構成を含むフィーダ制御ユニットと；１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能な１つまたは複数のフィードラインセットを含むフィーダ供給機構と；１つまたは複数のカッタモータを含み、所望の適用量で前記添加剤材料を投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構とを含み、前記添加剤フィーダシステムがソフトウェアアプリケーションを実行するように動作可能であり、前記方法が、
前記フィーダ制御ユニットの前記セットアップ構成を取得することと；
前記製造用形成機から監視データを受信することと；
前記フィーダ供給機構制御パラメータを決定することと；
前記１つまたは複数のカッタモータのそれぞれについて前記フィーダ適用量制御機構パラメータを決定することと；
最終製品特徴が達成されるように前記添加剤材料を作るために前記フィーダ供給機構および前記フィーダ適用量制御機構を前記構成セットアップに従って駆動するように構成された前記フィーダ制御ユニットに少なくとも１つの制御信号を送信することと
を含む方法。
【請求項３７】
前記セットアップ構成が、原材料グレーレベルパラメータ、製品設計重量パラメータ、最終製品色パラメータ、添加剤材料重量（メータ／グラム）パラメータ、特定重量パラメータ、添加剤ラインフィード直径パラメータ、色標準のうちの１つまたは複数を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記フィーダ供給機構制御パラメータを決定する前記ステップが、前記フィードラインセットの各フィードラインに入力引き速度値を割り当てることを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記フィーダ適用量制御機構パラメータを決定する前記ステップが、前記１つまたは複数のカッタモータのそれぞれに回転速度値を割り当てることを含む、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、製品製造業に関する。特に、本開示は、限定するものではないが、射出成形機、押出成形機、押出機ユニット、ブロー成形機、圧縮成形機、接着剤塗布機および同様のものを含む製造用形成機械に付随する添加剤フィーダシステムの使用に関する。添加剤フィーダは、成形／プラスチック成形プロセス、ブロー成形、圧縮成形、押出成形、射出成形、積層、および添加剤フィーダ、例えば色の混合および栄養分補充に関連するプロセスで使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は、材料をモールドに射出することによって部品を製造するための製造用形成プロセスである。射出成形プラスチックは、自動車、包装、電子および消費財、建築および建設、医療、医療処理、およびコンピュータ支援工学、自動化およびそれと同様のものなどの技術的進歩など、様々な産業用の多くの構成要素および製品を創出するために使用され得、市場の成長を後押ししている。
【０００３】
射出成形プラスチックの需要の高まりは世界的に、主に北米およびヨーロッパならびにアジア太平洋地域において明確に示されている。連合市場調査（Ａｌｌｉｅｄ  Ｍａｒｋｅｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＡＭＲ））によって刊行された最近のビジネスレポート「世界の射出成形プラスチック市場−機会と予測、２０１４〜２０２０」によると、射出成形プラスチックの世界市場は２０２０年までに１，６２０億ドルの価値があり、２０１５年から２０２０年まで４．９％のＣＡＧＲ（年平均成長率）を記録するであろう。ポリプロピレン射出成形プラスチックは２０２０年まで市場を独占し続けるであろう。
【０００４】
プラスチック射出成形機および押出機を使用して製品を製造するために使用される主原材料は、典型的には顆粒の形態であり、染料、ＵＶ等などの様々な添加剤を含み得る。多くの添加剤、特に染料は、顆粒化された形態（すなわち顆粒材料）で提供される。
【０００５】
補充は典型的に容積フィーダまたは計量フィーダを介して提供され、それらは正確ではなく、また染料または添加剤の交換が容易でない。
【０００６】
上記に対するいくつかの解決策が提案されており、例えば米国特許出願公開第２００９／０１１５０８７号明細書および国際公開第２０１２／０１６７１５号パンフレットに記載されているようなものであり、それらは技術的な圧電性のない高圧射出システムを記載し、また例えば米国特許出願公開第２００２／０１６７１０３号明細書に記載されているようなものであり、それは技術的な圧電性の高圧射出システムを記載している。
【０００７】
従来技術に記載されているシステムはすべて、高温領域（溶融材料領域）の押出機の深いところに射出ヘッドを配置する。この位置に配置する１つの利点は、射出前の高温領域の材料のみが押出機を通過することである。従って、過度に多い原材料を使用することなく、プロセスの最後に染料の置換および／または延長を行うことができる。これにより材料廃棄物の量が削減され得る。別の利点は、新しい材料が到着するまで原材料を注入しながら押出機が高温領域でそれ自体を洗浄することである。
【０００８】
それにもかかわらず、先行技術に記載された解決策の１つの欠点は、高圧でシリンジを用いて高精度の適用量を達成することの難しさである。
【０００９】
別の欠点は、それらは物質の注入のために高圧システムを必要とすることであり、それはより高価なシステムである。
【００１０】
さらに、射出が不完全である可能性がありまた材料の分散が均一でない可能性があるため、押出機における後期射出混合に固有の欠点がある。さらに、低い労働コスト、最小限の廃棄物生産、より速い製造、および複数の原材料を同時に処理する能力は、市場の成長を後押しするために不可欠である。
【００１１】
従って、成形および押出しシステムの効果的かつ自動化された添加剤フィーダ材料機構を創出する必要性が依然残っている。
【００１２】
本明細書に記載される発明は上記の必要性に対処する。
【発明の概要】
【００１３】
本開示の主題の一態様によれば、製造用形成機で使用するための添加剤フィーダシステムが提供され、製造用形成機は、原材料を溶融材料に変換するように動作可能な少なくとも１つの溶融機構であって、前記原材料を受け入れるように動作可能な少なくとも１つのホッパと、モータ駆動型押出しユニットと、前記原材料を溶融するように動作可能な少なくとも１つのヒータとを含む少なくとも１つの溶融機構を含み；添加剤フィーダシステムは、所望の製品特徴を提供するために添加剤材料を作るように動作可能であり、添加剤フィーダシステムは、添加剤フィーダシステムを制御するように動作可能なフィーダ制御ユニットと；少なくとも１つの供給ユニットから１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構と；添加剤材料を所望の適用量で投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構とを含み；添加剤フィーダシステムは、所望の製品特徴を達成するために原材料と混合するための添加剤材料の特定の適用量をリアルタイムで提供するように動作可能であり；添加剤材料は、フィーダ供給機構によってフィーダ適用量制御機構にフィードされる１つまたは複数のフィードラインから作られる。
【００１４】
様々に、製造用形成機は、射出成形機、押出成形機、押出機ユニット、ブロー成形機、圧縮成形機および接着剤塗布機またはそれらの組み合わせの１つであってもよい。従って、添加剤フィーダは、製造用形成機のホッパとモータ駆動型押出ユニットとの間に接続されてもよい。必要に応じて、原材料は、プラスチック顆粒、プラスチックペレット、プラスチックフレーク、プラスチック粉末、液体添加剤およびそれらの組み合わせから選択される材料タイプの組み合わせである。
【００１５】
必要に応じて、フィーダ供給機構は、１つまたは複数のフィードセットからフィードラインをフィードするように動作可能であり、フィードセットのそれぞれは１つまたは複数のフィードラインを提供するように構成される。従って、フィードラインの供給ユニットは、ドラムユニット、ローラユニット、プーリ、リール、染料注入ヘッドおよび貯蔵容器ユニットからなる群から選択されるフィーダを含む。
【００１６】
必要に応じて、フィーダ適用量制御機構は、フィーダ適用量制御機構を駆動するように動作可能な電気システムを含む。追加的または代替的に、フィーダ適用量制御機構は、空気圧システムまたは油圧システムを含むことができる。
【００１７】
必要に応じて、フィーダ適用量制御機構は、前記１つまたは複数のフィードラインを所望の長さに切断するように動作可能なカッタユニットを含む。カッタユニットは、制御ユニットによって制御可能な速度でモータ駆動型押出しユニットに取り付けられたスロート部分中にフィードラインを切断するように動作可能である。添加剤材料は、原材料顆粒内に入らないようなサイズでカッタユニットによって切断することができる。さらに、添加剤材料は、約１０．００５グラム〜０．０１グラムの重量でカッタユニットによって切断することができる。
【００１８】
様々に、切断機構は、単ブレードカッタ、多ブレードカッタ、回転式ディスクカッタ、ギロチン式はさみ、レーザ機構、サーマルカッタから選択することができる。
【００１９】
任意選択的に、制御ユニットは、少なくとも１つの制御信号として含む命令を伝達するように動作可能な制御器をさらに含み、および、ソフトウェアアプリケーションを実行するように動作可能な処理ユニットを含むこともでき、ソフトウェアアプリケーションが、制御命令を受信して送信するように動作可能なコンピュータ化されたユーザインターフェースを含む。必要に応じて、コンピュータ化されたユーザインターフェースは、タッチスクリーンをさらに含み、制御ユニットは、無線通信層または有線通信層をさらに含むことができる。
【００２０】
必要に応じて、制御器は、フィーダ適用量制御機構の動作を制御するように動作可能であり、さらに動作フィーダ供給機構を制御するように動作可能であってもよい。任意選択的に、処理ユニットは、ユーザインターフェース層を介してモバイルデバイスとインターフェースすることができる。さらに、処理ユニットは、コンピュータ化されたユーザインターフェースを介してリモートサーバマシンとインターフェースするように動作可能であってもよい。さらに、制御ユニットは、添加剤フィーダシステムに関するデータを表示するように動作可能なディスプレイモジュールをさらに含むことができる。必要な場合、ディスプレイモジュールは、製造用形成機に関するデータを表示するように動作可能であってもよい。
【００２１】
必要に応じて、フィードラインは、フィードラインが予め構成された寸法で巻かれることができ、材料の破損を回避するように、可撓性の特徴を含むことができる。
【００２２】
様々に、制御ユニットは、以下の入力パラメータのうちの１つまたは複数を受信するように構成される：製品設計重量パラメータ、原材料グレーレベルパラメータ、最終製品色パラメータ、添加剤材料重量（メータ／グラム）パラメータ、特定重量パラメータ、添加剤フィードライン直径パラメータ、ＵＶパラメータ。従って、制御ユニットは、原材料色パラメータまたは最終製品色パラメータを表す着色画像を受け取るように動作可能であってもよい。
【００２３】
必要に応じて、添加剤フィーダシステムは、動作データを収集し、学習を可能にし、入力パラメータをさらに微調整するように動作可能なデータ収集モジュールをさらに含むことができる。
【００２４】
任意選択的に、制御ユニットは、メモリユニットおよび記憶ユニットを含むことができ、さらに、前記供給ユニットが交換を必要とするときに知らせるように構成することができる。
【００２５】
本開示の主題の別の態様によれば、バッチ式ブレンダ機と共に使用するための添加剤フィーダシステムが提供され、バッチ式ブレンダ機は、原材料を受け入れるように動作可能な少なくとも１つのホッパと、計量容器と、原材料を均一に混合するように動作可能なモータ駆動型混合ユニットと、混合原料を排出するように動作可能な排出ユニットとを含み；添加剤フィーダシステムは、所望の製品特徴を提供するために添加剤材料を作るように動作可能であり、添加剤フィーダシステムは、添加剤フィーダシステムを制御するように動作可能なフィーダ制御ユニットと；少なくとも１つの供給ユニットから１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構と；添加剤を所望の適用量で投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構とを含み；添加剤フィーダシステムは、所望の製品特徴を達成するために原材料と混合するための添加剤材料の特定の適用量をリアルタイムで提供するように動作可能であり；添加剤材料は、フィーダ供給機構によってフィーダ適用量制御機構にフィードされる１つまたは複数のフィードラインから作られる。
【００２６】
必要に応じて、バッチ式ブレンダ機を用いて、ブレンダは原材料の特定量を計量し、次いで、それに応じて原材料の重量に関連する添加剤材料を添加してもよい。例えば、計量容器が１ｋｇの原材料を含み、フィーダが２％を提供すると、これは追加の２０ｇの添加剤を意味し、混合容器におよび将来の使用のためにさらに貯蔵容器に移動される。
【００２７】
本開示の主題のさらに別の態様によれば、添加剤システムは、改良された方法で添加剤材料を製造用形成機に自動的に提供する添加剤フィーダシステムにおける使用方法を教示し、添加剤フィーダシステムは、少なくとも１つのパラメータによって特徴付けられるセットアップ構成を含むフィーダ制御ユニットと；１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能な１つまたは複数のフィードラインセットを含むフィーダ供給機構と；１つまたは複数のカッタモータを含み、所望の適用量で添加剤材料を投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構とを含み、添加剤フィーダシステムはソフトウェアアプリケーションを実行するように動作可能であり、方法は、フィーダ制御ユニットの前記セットアップ構成を取得することと；製造用形成機から監視データを受信することと；フィーダ供給機構制御パラメータを決定することと；カッタモータのそれぞれについてフィーダ適用量制御機構パラメータを決定することと；最終製品特徴が達成されるように添加剤材料を作るためにフィーダ供給機構およびフィーダ適用量制御機構を構成セットアップに従って駆動するように構成された制御ユニットに少なくとも１つの制御信号を送信することとを含む。
【００２８】
様々に、セットアップ構成は、原材料グレーレベルパラメータ、製品設計重量パラメータ、最終製品色パラメータ、添加剤材料重量（メータ／グラム）パラメータ、特定重量パラメータ、添加剤ラインフィード直径パラメータ、色標準のうちの１つまたは複数を含むことができる。さらに、フィーダ供給機構制御パラメータを決定するステップは、フィードラインセットの各フィードラインに入力引き速度値を割り当てることを含むことができる。同様に、フィーダ適用量制御機構制御パラメータを決定するステップは、各カッタモータに回転速度値を割り当てることを含むことができる。
【００２９】
実施形態をより深く理解するために、およびその実施形態がどのように効果的に実施され得るかを示すために、純粋に例として添付図面を参照する。
【００３０】
ここで図面を詳細に参照すると、示される詳細は例であり、選択された実施形態を単に説明的に論じることを目的とし、原理および概念的側面の最も有用で容易に理解される記載であると考えられるものを提供するために提示されることが強調される。この点に関して、基本的な理解に必要である以上に詳細に構造的詳細を示す試みは行われておらず、記載は図面と併せて読まれると、様々な選択された実施形態をどのように実施することができるか当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来型の先行技術の射出成形機の例を表す概略図である。
【図２】図１のシステムで使用するための添加剤材料を作るための可能な添加剤フィーダシステムの概略的なブロック図である。
【図３Ａ】制御ユニット構成要素および関連の学習機構を含む１つの可能なシステムレイアウトを表す添加剤フィーダシステムのブロック図の概略的なブロック図である。
【図３Ｂ】１つの可能なシステムレイアウトを表す添加剤フィーダシステムのブロック図の別の概略的なブロック図である。
【図４】自動的に添加剤材料を射出成形システムに提供する添加剤フィーダシステムで使用するための可能な方法を示す選択された動作を表すフローチャートである。
【図５Ａ】可能な試作品アセンブリを示す添加剤フィーダシステムの等角図である。
【図５Ｂ】可能な試作品アセンブリを示す添加剤フィーダシステムの分解図である。
【図６Ａ】ブレードおよび駆動シャフトを含む可能なカッタユニット構成要素の様々な等角図である。
【図６Ｂ】ブレードおよび駆動シャフトを含む可能なカッタユニット構成要素の様々な等角図である。
【図６Ｃ】ブレードおよび駆動シャフトを含む可能なカッタユニット構成要素の様々な等角図である。
【図６Ｄ】ブレードおよび駆動シャフトを含む可能なカッタユニット構成要素の様々な等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示する。しかしながら、開示された実施形態は、様々な代替形態で具体化され得る本発明の単なる例であることが理解されるべきである。図は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、いくつかの特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化されている場合がある。従って、本明細書で開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定として解釈されるべきではなく、単に本発明を多様に使用するために当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。
【００３３】
本開示の態様はプラスチック産業に関し、より具体的にはプラスチック成形システムに関する。特に、本開示は、ホッパの顆粒プラスチックに染料添加剤を正確に補給し、射出成形機および押出機に向けて混色するために使用される自動添加剤フィーダを提供する。
【００３４】
本開示の様々な実施形態では、本明細書に記載する１つまたは複数のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームまたは分散コンピューティングシステムなどのデータプロセッサによって実行されてもよい。任意選択的に、データプロセッサは、命令、データなどを格納するための揮発性メモリを含むか、またはそれにアクセスする。これに加えて、またはこれに代えて、データプロセッサは、命令および／またはデータを格納するための不揮発性ストレージ、例えば磁気ハードディスク、フラッシュドライブ、リムーバブルメディアなどにアクセスしてもよい。
【００３５】
本明細書で使用される際、「押出」という用語は、原材料（例えばプラスチック）を溶融して連続的な形状に成形する大量生産プロセスを指す。
【００３６】
本明細書で使用される際、「モールド」という用語は、プラスチック、ガラス、金属等などの液体または柔軟な材料で充填される中空のブロックを指す。液体は、モールド内でその形状を採りながら硬化または凝固する。
【００３７】
本明細書で使用される場合、「射出成形」という用語は、原材料をモールドまたはマトリックスに射出して部品を製造する製造プロセスを指す。
【００３８】
本明細書の開示のシステムおよび方法は、その用途において、本記載に記載されている、または図面および実施例に示されている構成要素または方法の構成および配置の詳細に限定されないことに特に留意されたい。本開示のシステムおよび方法は、他の実施形態が可能であり得、または様々な方法および技術で実施および実行可能であり得る。
【００３９】
そのような様々な例は、本出願人の提出された出願であり、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第６２／３１３，７５１号（２０１６年３月２７日）に記載されていることに留意されたい。
【００４０】
プラスチック成形業界では、ばらつきの少ないかなり均質な技術を使用している。しかし、製造プロセスのコストと品質の最適化と制御を確実に行うためには精度が重要であり、効率的な添加剤フィーダを開発する必要が生じる。従って、開示された主題は、リアルタイムで提供される正確な適用量の溶液を提供し、成形注入プロセスの一部として、既存の市場システムと改良された方法で統合するようにさらに構成される。
【００４１】
プラスチック業界の技術では、主に容量フィーダまたは計量フィーダを介して提供される補充および添加剤を主に使用している。これらのフィーダは低い精度で動作し、染料および添加剤の交換が容易ではない。
【００４２】
添加剤フィーダシステムまたは混色システム製品は、染料および添加材料を販売するためのベースとすることができる。現在、市販されている主要な粒状プラスチックフィーダは容量フィーダである。しかし、このフィーダは、機械サイクルへの添加量を調整するのに必要な長い較正時間；添加材料の量に関する低い予測；および信頼性が低く、不安定で敏感な計量システムなど、多くの欠点にさらされている。
【００４３】
現在提示されている開示は、それらの計量フィーダを超える以下のような様々な利点を提供する：新技術、リアルタイム、機械的エッジ切断機構；高い信頼性、計量要素不要、真空に関連する構成要素、および敏感でない温度および振動；長いセットアップおよび較正要件による材料交換の可能性が全くない／最小限である；単純な操作方法、カラーデジタルタッチスクリーン、モバイルデバイスおよびＰＣ／ラップトップ上で実行するように構成されたソフトウェアアプリケーション、および広い動作範囲−開示されたフィーダは、ディスプレイタッチスクリーンを介して、射出成形機、ブロー押出機および押出機など、３種類の機械と共に作動するように構成されてもよい；および棚スペースの節約、必要な添加剤貯蔵量の削減／短い市場運営、迅速な染料の変更、および短いセットアップサイクルに関連する競争力のある価格設定。
【００４４】
本開示の添加剤は、マスターバッチおよびコンパウンディングにも関連し得ることに留意されたい。
【００４５】
適宜、マターバッチは、プラスチック製品を着色するために使用される固体または液体添加剤を指す。マスターバッチは、ベースポリマーに添加される帯電防止剤、ＵＶ安定剤、金属不活性化剤等など、特定の特性を有する添加剤を改良するために使用することもできる。
【００４６】
適宜、コンパウンディングは、通常はフィーダ／ホッパを介して固定された設定点で自動的に適用され得る予め作られた原材料のブレンドである。コンパウンディングはさらに、溶融状態のポリマーおよび添加剤を混合または／およびブレンドすることによってプラスチック配合物を調製することに関連する。
【００４７】
実施形態の記載：
ここで図１を参照すると、従来型の従来技術のプラスチック射出成形機が提示され、Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋに付与された米国特許第８，６２２，７２６号明細書などの様々な従来技術の公開物に示されているような、原材料を溶融材料に変換するための、全体的に１００で示される、射出構成要素とクランプ構成要素とを備えた可能な構造を概略的に示している。射出構成要素は、原材料１３０を受け入れるように動作可能なホッパ１１０と、モータ駆動型押出ユニット１４０と、原材料を溶融するように動作可能なヒータ１２０と、ノズル１５０とを含む。クランプ構成要素は、モールドキャビティ１６０と、モールド１７０とを含み、ノズル１５０は、溶融材料をモールド１７０に射出するように動作可能である。モータ駆動型押出ユニット１４０は、関連するシリンダまたはバレルで操作される回転スクリューまたはピストンを含むことができることに留意されたい。
【００４８】
上記の射出成形機は、本開示に関連する製造用形成機の系列群の一例として示されていることに留意されたい。
【００４９】
システムレイアウト：
添加剤材料システムは、以下に記載するように、異なるニーズおよび異なる射出／押出設定に対応するように構成された様々な技術的実践形態を提供し得ることに留意されたい。添加剤システムは、デジタル式にインターフェースされ制御されるソフトウェアおよびハードウェア構成要素を含んでもよく、リアルタイム添加剤材料を作り、予混合された染料および／または様々な特性を含む材料を射出するように構成されてもよい。例えば、添加剤システムは、スタンドアロン型ユニットとして、最終材料添加剤ユニットとして、バッチ式ブレンダ添加剤ユニットとして動作可能であり得るか、または既存の成形／押出システム構成に一体化することができる。従って、添加剤システムは、機械の設置地点を介して、または専用の制御ユニットによって制御することができる。適宜、制御ユニットは、タッチスクリーン、モバイルデバイスによって制御可能なソフトウェアアプリケーションを実行するように、またはリモート制御卓からのコマンド命令を受信するように動作可能なプロセッサを含んでもよい。さらに、添加剤システムは、以下に記載するような、制御器、ディスプレイモジュール等を含んでもよい。
【００５０】
ここで図２を参照すると、図１に示すようにプラスチック射出成形機内で製造される所望の製品特徴をもたらす添加剤材料（色、ＵＶ、耐熱性添加剤、難燃剤等）を作るための全体的に２００で示される概略的な添加剤フィーダシステムが提示される。添加剤フィーダシステム２００は、添加剤フィーダシステム２００を制御するように動作可能なフィーダ制御ユニット２５０と、少なくとも１つの供給ユニット２５４から１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構２５２と、主材料の流れに少量の添加剤成分を導入するように設計されかつ添加剤材料を所望の適用量で投与するように動作可能なフィーダ適用量制御機構２６０とを含む。
【００５１】
射出成形機の参照は本開示に関連する製造用形成機の系列群の一例として示されていることに留意されたい。製造用形成機は、射出成形機、押出成形機、押出機ユニット、ブロー成形機、圧縮成形機、接着剤塗布機等などの機械の系列群から選択することができる。
【００５２】
添加剤フィーダシステム２００は、ホッパ２１０とプラスチック射出成形機（図１）のモータ駆動型押出ユニット（図１のアイテム１４０）との間に接続されてもよいことにさらに留意されたい。成形／押出しシステムのホッパ２１０は、色、ＵＶ、耐熱性添加剤、難燃剤等に関連する所望の製品特徴を達成するべく、リアルタイムで添加剤材料の特定の適用量と混合するために原材料（未成形プラスチック材料）２１２を貯蔵容器として収集してもよい。さらに、原材料は、顆粒、ペレット、フレーク、材料粉末およびそれらの組み合わせなどの様々な材料タイプの組み合わせであってもよい。
【００５３】
フィーダ制御ユニット２５０は、図３Ａ−Ｂに後述するように、処理ユニット、制御器、ユーザインターフェース、および任意選択的にディスプレイモジュールをさらに含んでもよい。
【００５４】
フィーダ供給機構２５２は、供給ユニット２５４の１つまたは複数のフィードセットからフィードラインをフィードするように動作可能であり、フィードセットのそれぞれは、少なくとも１つのフィードラインを提供するように構成され得る。従って、フィードラインの供給ユニット２５４は、ドラムユニット、ローラユニット、プーリ、スプール、リールまたは貯蔵容器ユニットなどの形態で巻き取られて提供されてもよい。
【００５５】
フィーダ適用量制御機構２６０は、モータ２３０によって駆動されてもよく、モータ２３０および関連する駆動システムは、電気システム、空気圧システムまたは油圧システムであってもよい。さらに、フィーダ適用量制御機構２６０は、１つまたは複数のフィードラインを所望の長さで、従って所望の重量で切断するように動作可能な図６Ａ〜Ｄに詳細に示すようなカッタユニット２４０を含むことができる。さらに、カッタユニット２４０は、制御ユニット２５０によって制御可能な速度でフィードラインを切断して、モータ駆動型押出ユニット（図１のアイテム１４０）に取り付けられたスロート部分に入れるように動作可能であってもよい。適切であれば、添加剤は、添加剤と原材料の混合を確実にするためにスロート部分内で完全に混合することができる。
【００５６】
適用は、制御ユニットによってトリガされるまたは速度制御されることに留意されたい。さらに、染料補充の高い精度は製造コストを大幅に削減する。それというのも、補充／添加剤のコストはプラスチック顆粒の４〜１０倍であるためである。さらに、本開示の主題によれば、システムは、添加剤フィーダが典型的に配置される場所で、提案される技術的解決策が染料添加剤を正確におよびリアルタイムで作るという要求に応じる場所で、射出成形／押出構成のホッパと押出機との間に接続されてもよく、そしてさらにシステムは成形機を停止する必要なく添加剤の交換を可能にし得る。
【００５７】
現在開示されている添加剤フィーダは、高精度で動作可能であり、０．５グラムの精度で動作する市販の計量フィーダと比較して０．００５グラムから０．０１グラムの分解能で構成され、市場の装置よりも３０倍高い精度を提供する。さらに、開示された添加剤フィーダは、オペレータが所望の重量、所望の色および各色の比重を決定する必要がある短いセットアップ時間を提供し、自動システム制御を可能にする。既存の計量フィーダは長時間の学習時間を必要とし、染料部分の重量設定時間は長く、色を変えることはできない。さらに、フィーダは、遠隔制御システム、コンピュータ化されたソフトウェアアプリケーションを含み、最新のデジタル技術を提供するように構成される。従って、すべての成形局面において、要求されるレベルの製品品質を維持するために、迅速かつ確実なやり方で、正確な適用を実現する機構を必要とする。
【００５８】
フィードラインは、フィードラインが供給ユニット２５４に巻き付け可能であるように、少なくとも部分的に可撓性であるべきであることに留意されたい。従って、フィードラインは、ドラム、リール、貯蔵ユニット等に、予め構成された寸法で破損することなく、巻き付けられてもよい。
【００５９】
システムは、正確な適用で高精度の色を作り出すことができ、さらに、少量の使用を可能にすることができる。システムは、色を混合して作り出し、任意の色を生み出すためのすべての領域で使用することができる。必要に応じて、現在の開示は、既製の添加剤材料を有する添加剤フィーダシステムを使用するなど、様々な追加の機能的代替物を提供することができる。追加的または代替的に、システムは、添加剤染料材料をある量で原材料に注入して使用してもよく、または最終ブレンド材料を作るためにバッチ式ブレンダの追加構成要素としてさらに使用してもよい。さらに、添加物フィーダシステムは、成形機が小型である場合には、成形機への顆粒の主フィーダとして動作可能であってもよく、従って最終材料は（回転スクリューのないピストン作動型射出成形機に適用可能であり得るように）押出機ユニット中へ直接切断することができる。
【００６０】
添加剤材料は、所望の色などの添加剤と、ＰＶＣ、ＡＢＳ、ＰＰＰ等などの様々なポリマータイプとから構成されてもよいことに留意されたい。ポリマー量は、材料を破損することなく供給ユニットに巻き付けることができるように、添加剤材料の弾性を可能にするために最小限に抑える必要があるかもしれない。
【００６１】
リアルタイム着色剤は、粒状添加剤を成形機または押出機中に直接切断することにより、リアルタイムで着色添加剤を混合することによって生成され得ることに特に留意されたい。従って、添加剤製造業者が添加剤を平面注入によって平面内で（ｉｎ  ａ  ｐｌａｎｅ  ｂｙ  ｐｌａｎｅ  ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）切断するのではなく、添加剤コードをドラムまたはプーリに巻き付けることができる。従って、製造業者は、巻かれた添加剤コードのドラムを顧客に提供することによって添加剤を供給することができる。
【００６２】
種々の色および材料の添加剤コードのドラムを必要に応じて供給することができる。必要な場合には、複数のコードを成形機に直接フィードして、リアルタイムで色の組み合わせを可能にすることができる。異なる色の少なくとも３つのコードを組み合わせることによって、任意の色を生成できることは理解されよう。例えば、ＣＭＹＫカラーモデルではシアン、マゼンタ、黄、黒が使用され得、同様にＲＧＢモデルでは赤、緑、および青が白および黒の両方と組み合わせられ得（Ｈｅｘカラーコードを使用）またはＢＲＹＫモデルには青、赤、黄および黒が使用され得る。他の代替策は、赤、青および黄の基本色を使用し得る。必要に応じて、添加剤コードは、金、銀または他の金属色などの特殊な色を有するか、または蛍光特性等を有するものを供給することができる。
【００６３】
ここで図３Ａを参照すると、全体的に３００Ａで示される添加剤フィーダシステムの概略ブロック図が提供され、詳細な制御ユニット構成要素および関連する学習機構を含む１つの可能なシステムレイアウトを表している。提示されたレイアウトの詳細は、一例として示されており、説明的な記述を目的としているに過ぎないことを強調しておく。他の代替形態が本開示のニーズに応えるように適用可能であり得る。
【００６４】
添加剤フィーダシステムレイアウト３００Ａは、添加剤フィーダシステムハードウェア構成要素を制御するように動作可能な制御ユニット３１０と、制御ユニット３１０によって制御可能な添加剤ハードウェアユニット３２０とを含むことができる。任意選択的に、システムレイアウト３００Ａは、知識データリポジトリ３３４（色情報データリポジトリとして使用されてもよい）を含むデータリポジトリモジュール３３０と機械学習モジュール３５０とを含む。
【００６５】
添加剤ハードウェアユニット３２０は、所望の適用量で添加剤材料を投与するように動作可能な適用量制御機構３２４と、ドラム、プーリ等などの少なくとも１つの供給ユニットに巻かれた１つまたは複数のフィードラインを提供するように動作可能なフィーダ供給機構３２６とを含んでもよい。
【００６６】
制御ユニット３１０は、添加剤フィーダシステムを制御するためのソフトウェアアプリケーションを実行するように動作可能な処理ユニット３１６を含み、ソフトウェアアプリケーションが、モバイルデバイス、リモートサーバ等を介した外部通信を可能にするコンピュータ化されたインターフェース層３４０をさらに含む。制御ユニット３１０はまた、少なくとも１つの制御信号を含む命令を添加剤ハードウェアユニット３２０に伝達するように動作可能な制御器３１２と、添加剤フィーダシステムに関するデータを表示するように動作可能なディスプレイモジュール３１８とを含んでもよい。任意選択的に、制御ユニット３１０は、関連する射出機データモジュール３２２を介して射出／押出データ（成形／押出し動作パラメータ、温度、湿度パラメータ等など）を受け取り、さらに添加剤システムハードウェア構成要素を監視するように動作可能な射出分析ユニットを含んでもよい。
【００６７】
適宜、成形／押出し動作パラメータは、「充填」、「射出」、「符号化」、「変化率」、「材料引きペース」（主にヤーンおよびパイプを製造する場合に適用可能）等などの機械動作指標／状態を指してもよい。添加剤フィーダ機構は連続動作でなければならず、また、機械構造に応じて正しいペースで添加剤フィードラインを提供しなければならないことに留意されたい。
【００６８】
制御ユニット３１０は、適用量制御機構３２４およびフィーダ供給機構３２６の動作を、任意選択的に制御器３１２を介して制御するように動作可能であることに留意されたい。任意選択的に、コンピュータ化されたインターフェース層はさらにタッチスクリーンを含むことができ、または、スマートフォン、タブレット、ラップトップ等などのモバイルデバイスと接続するように構成することができる。任意選択的に、制御ユニットは、無線通信層または有線通信層をさらに含むことができる。任意選択的に、ディスプレイモジュール３１８は、射出成形／押出機（図１のアイテム１００）に関するデータを表示するようにさらに動作可能である。本発明が属する技術分野の当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、必要な変更を加えて、多くの変更、変形、および修正が可能であることを容易に理解するであろう。
【００６９】
添加剤フィーダシステムは、構成設定パラメータに従って必要な製品特性を提供するように動作可能であることに留意されたい。色合いに関しては、任意選択的に、スペクトルアナライザまたは試作品の作製が、原材料および最終製品の所望の色合いに到達するのに一役買うかもしれない。カメラまたはスキャナによる捕捉されたカラー画像の入力を使用することができるかもしれない。さらに、ソフトウェアアプリケーションは、添加剤フィーダシステム３００Ａにフィードされたその入力に応じて、およびＲＡＬ、ＰＡＮＴＯＮＥおよびそれ以上のものなどの様々な色標準に従って、色値をＨｅｘ値で読み取ることによって、添加剤材料を作るように動作可能である。従って、制御ユニット３１０は、供給機構３２６を、および適用量制御機構３２４によって切断を制御する。
【００７０】
ここで図３Ｂを参照すると、全体的に３００Ｂで示される添加剤フィーダシステムの別の可能な概略ブロック図が提供されている。フィーダシステム３００Ｂのブロック図は、遠隔式にまたはオペレータスタンド３６５のユーザによって通信するように動作可能な制御ユニット３７０と、ヘッド注入／カッタ機構３６４と、添加剤容器／ドラムシステム３６２と、全ての成形機および原材料とのインターフェース３６０とを含む。制御ユニット３７０は、制御器３７４と相互作用する処理ユニット（またはＰＣ）３７２をさらに含むことができる。
【００７１】
処理論理：
ここで図４を参照すると、成形用射出機に添加剤顆粒または液体を提供するための、全体的に４００で示される、添加剤フィードシステムを制御するように構成された可能な方法を示す選択された動作を表すフローチャートが提供されている。方法４００は、以下のステップを含む。ステップ４０２−システムは添加剤フィーダシステムセットアップ構成を取得する。ここで構成は、原材料グレーレベルパラメータ、製品設計重量パラメータ、最終製品色パラメータ、添加剤材料の重量（メートル／グラム）パラメータ、特定重量パラメータ、添加剤ラインフィード直径パラメータ、色標準（ＰＡＮＴＯＮＥ、ＲＡＬまたはその他）などの少なくとも１つのパラメータによって特徴付けられる。ステップ４０４−システムはプラスチック射出成形システムから監視データを受信する。ステップ４０６−システムはフィーダ供給機構制御パラメータを決定する。フィーダ供給機構制御パラメータは、フィーダ供給機構が１つまたは複数のフィードラインセットを含む場合に特に適用可能である。このステップは、フィードラインセットの各フィードラインに入力引き速度値を割り当てることを含むことができる。ステップ４０８−システムはフィーダ適用量制御機構パラメータを決定する。ここでフィーダ適用量制御機構は１つまたは複数のカッタモータを含み、さらに各カッタモータに回転速度値を割り当てる。ステップ４１０−システムは、フィーダ供給機構を駆動するように構成された制御ユニットに少なくとも１つの制御信号を送信する。ステップ４１２−システムは、フィーダ適用量制御機構を駆動するように構成された制御ユニットに少なくとも１つの制御信号を送信する。
【００７２】
説明に役立つ例として、単一の処理のために、オペレータは、顧客の要求に従って原材料、ＲＡＬ標準色合いを選択し、さらに最終製品重量パラメータを入力できることを理解されたい。システムは、これらのパラメータを使用して添加剤のパーセンテージを計算し、所望の特性を得るために必要な添加剤の重量を与えることができる。従って、システムは、可能な色入力のセットに従って、添加剤のパーセンテージから色の量を引き出すことができる。例えば、赤−６０％、黄−２５％、青−１０％および黒−５％（または色あたりの重量）。所望の色のセットが決定されると、添加剤フィードシステムは、各フィードラインの色を所望の量（長さ／重量）に切断し、それをモータ駆動型押出ユニットに押し込むように動作可能である。従って、例えば、色合いをより暗い色に変更することは、黒の添加剤材料を添加することを含むことができ、より明るい色には、暗い量を低減することができる。従って、より濃い色合いの場合、黒を除いて、より多くの色が添加されてもよい。
【００７３】
説明に役立つ試作品実施形態：
図示のように、図５Ａ〜Ｂおよび図６Ａ〜Ｃは、添加剤フィーダシステムの１つの可能な実施形態の様々な眺めを示す。
【００７４】
ここで図５Ａを参照すると、５００Ａで全体的に示される添加剤フィーダシステムの等角図が提供され、可能な実施形態を示している。等角図５００Ａは、フィーダ本体５１０と、原材料用の開口５２２を有するホッパインターフェースカバー５２０と、フィーダ適用量制御機構（図５Ｂに示す）の駆動システム５３０と、支持プレート５４０と、空気抽出パイプ５５０と、関連する供給ユニット（アイテム２５２、図１）から４つの添加剤フィードラインｃ１、ｃ２、ｃ３およびｃ４を引き出すように動作可能なフィーダ供給機構５６０とを含む。フィーダ適用量制御機構の駆動システム５３０は、電気システム、空気圧システム、油圧システム、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【００７５】
適切な場合には、様々な添加剤材料の複数の添加剤コード／フィードラインを、例えば本明細書に記載されるような様々な色で提供することができる。従って、４つの異なる色を使用して、必要な任意の色を作り出すことができる。なおもさらなる添加剤フィードラインは、反射率、導電率、蛍光、フォトクロミック等などのさらに他の特性または特徴を有する他の材料を提供することができる。
【００７６】
この実施形態に提示されているような４つのフィードラインは例として示されているに過ぎないことに留意されたい。従って、添加剤フィーダシステムは、必要な色範囲または他の特徴をカバーする８つのフィードラインまたはそれ以上のフィードラインを支持することができる。さらにフィードラインは異なるセットで配置されてもよく、各セットは例えば８つのフィードラインを含む。必要に応じて、いずれかのフィードラインが交換を必要とする場合には、フィードラインセットを自動的に交換することができる。
【００７７】
ここで図５Ｂを参照すると、図５Ａの試作品の等角図に示されているような添加剤フィーダシステムの全体的に５００Ｂで示される分解図が提示されている。フィーダ適用量制御機構は駆動システム５３０の駆動シャフト５７２上に設置されたカッタユニット５７０を含むことが特に示されている。カッタユニット５７０は、単ブレードカッタ、多ブレードカッタ、回転式ディスクカッタ、ギロチン式はさみ、レーザ機構、サーマルカッタ等など、様々なタイプの切断機構を使用するように動作可能である。
【００７８】
添加剤顆粒を成形機または押出機中に直接切断することにより添加剤フィードライン／コードおよびフィード用添加剤をシステムに提供することによって様々な色を加えることができることに留意されたい。従って、新たに切断された顆粒は、必要に応じて必要とされる正確な割合で液体プラスチックに融合することができる。
【００７９】
制御ユニット（図３Ａのアイテム３１０）は、添加剤コードのフィード速度を決定するように動作可能な各添加剤（図５Ａのｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４など）フィードライン用のフィード制御機構を含むことができる。従って、成形／押出機中に切断される添加剤の量を正確に決定することができる。制御ユニット（図３Ａのアイテム３１０）は、モータ、フィーダドラム等を制御することによって、機械中に切断される各添加剤コードの必要な長さを計算することができる。制御ユニットは、所望のパーセンテージ増加分だけフィードラインの長さを計算するように構成することができる。
【００８０】
フィードライン／コードは、プラスチックまたは関連材料の必要な色または他の特性／特徴を得るために、カッタユニット５７０によって都合のよいサイズ、例えば１片について０．０１グラムの顆粒へ切断されてもよく、各色がモータ駆動型押出ユニット（図１のアイテム１４０）内で一緒に混合される。制御ユニット（図３Ａのアイテム３１０）は、本明細書で論じるように各色（または他の所望の特徴）のフィードラインから切断するために色フィードラインまたは他の所望の特徴）の量を計算することができる。
【００８１】
切断機構：
適宜、フィーダ適用量制御機構（図２のアイテム２６０）は、カッタユニット（図２のアイテム２４０）、または単ブレードカッタ、多ブレードカッタ、回転式ディスクカッタ、ギロチン式はさみ、レーザ機構、サーマルカッタ等など、様々なタイプの切断機構を含む。
【００８２】
カッタ機構は、二重ブレード機構として、例示された試作品（図５Ｂのアイテム５７０）で見ることができる。図６Ａ〜Ｄに示されるように、二重ブレード機構の詳細を例として示す。他の代替形態が有効であり、必要な切断効率を提供するために動作可能であり得ることを理解されたい。
【００８３】
図６Ａに示すように、制御ユニットの構成に従ってフィードラインを切断するように動作可能な全体的に６００Ａで示される二重ブレードカッタユニットの等角図が提示されている。カッタユニット６００Ａは、２つのカッタブレード６２０および６３０を含み、そのそれぞれは、カッタブレード６３０の切れ刃６２４に到達するようにフィーダ供給機構６１０のフィードライン（ｃ１、ｃ２、ｃ３およびｃ４）を導く切断溝６２２（ブレード６２０に関連する）を含む。
【００８４】
図６Ｂに示すように、カッタブレードをカッタ機構に組み付けるように構成された全体的に６００Ｂで示されるカッタシャンクの等角図が示されている。カッタシャンク６００Ｂは、カッタブレード（図６Ａのアイテム６２０、６３０）を保持するように動作可能な両側の溝６３４ａおよび６３４ｂと、カッタ機構をモータシャフト（図５Ｂのアイテム４７２）に取り付けることを可能にする長手方向ボア６３６とを含む。さらに、図示のように、図６Ｃ〜Ｄは、切断機構の他の構成要素のない２つのカッタブレード（図６Ｃ）および１つのカッタブレード（図６Ｄ）の等角図を示す。
【００８５】
色および液体：
添加剤フィーダシステムのフィーダ適用量制御機構（図２のアイテム２６０など）は、添加剤液体着色剤を原材料と混合するために貯蔵容器（供給機構）からフィーダラインを介して押し遣るためのポンプ機構を含むことができる。混合はまた、液体着色剤を原材料の流れとブレンドするために処理機のスロート部分で行われてもよい。
【００８６】
この機構は、液体着色剤を移動させるために、圧縮空気制御ダイヤフラムポンプ、ソレノイド駆動ポンプ、圧電注入ヘッド等などの様々なタイプのポンプを使用することができる。制御ユニット（例えば、図２のアイテム２５０）を介して監視され制御される様々な方法が、ペレットを捕捉しそれらを混合物に落とすための穴またはスロットを備えた回転ディスクを使用するなど、色の適用を達成するために採用されてもよい、または、それらが我々がここで議論する種類のものであるように分散される着色剤の速度を調整するために様々な直径のスクリューおよび可変速度モータに依存してもよい。圧電技術は、例えば、高周波技術においてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を使用して用いることができる。従って、２ピコリットル〜２００ナノリットルの範囲の適用量分解能が達成され得る。それに加えてまたはこれに代えて、圧電技術に加えて、必要に応じて、ソレノイドポンプ、ダイヤフラムポンプ等などのパルス原理に従う各ポンプを使用することができる。さらに、様々な材料の多くの染料注入ヘッドを使用して、ほぼ任意の所望の色を作り出すことができる。注入ヘッドは、例えば、ＣＭＹＫカラーモデルの４つの主要色、白と黒を含むＲＧＢカラー、（色混合ＢＲＹＫ）および特殊カラー（例えば、金および／または銀のメタリックカラー）、ＵＶ、耐熱性添加剤、難燃剤等などの添加剤を含んでもよい。さらに、高圧注入が、例えば、押出機に配置されたプラグを介して、および本開示の主題による技術を使用して、直接的に実施されてもよい。従って、押出機上の位置は、快適なシステムおよび温度制限に従って変化し得る。
【００８７】
本明細書で使用される技術用語および科学用語は、本開示が関係する技術分野において通常技術を有する人によって共通に理解されるのと同じ意味を有するはずである。それにもかかわらず、この出願から成熟した特許の存続期間中に、多くの関連するシステムおよび方法が開発されることが予測される。従って、コンピューティングユニット、ネットワーク、ディスプレイ、メモリ、サーバ等などの用語の範囲は、そのようなすべての新しい技術を推測的に含むことが意図されている。
【００８８】
本明細書で使用される際、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、少なくとも±１０％を指す。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語およびそれらの同根語は、「含むがこれに限定されない」を意味し、列挙された構成要素は含まれるが、一般に他の構成要素を排除しないことを示す。このような用語は、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」および「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」という用語を包含する。「から本質的になる」という句は、追加の成分および／またはステップが、特許請求される組成物および方法の基本的かつ新規な特徴を実質的に変更しない場合に限り、組成物または方法が追加の成分および／またはステップを含み得ることを意味する。本明細書で使用される際、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の言及を含み得る。例えば、「化合物（ａ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」または「少なくとも１つの化合物（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」という用語は、その混合物を含む複数の化合物を含み得る。「例示的（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という言葉は、本明細書では、「例、事例または説明としての機能を果たす」を意味するために使用される。「例示的」として記載されたいずれの実施形態も、他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されず、また他の実施形態から特徴を組み込むことを必ずしも排除しない。「場合により（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」という語は、本明細書中、「いくつかの実施形態では提供され、他の実施形態では提供されない」という意味で使用されている。本開示のいずれの特定の実施形態も、複数の「任意選択的な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」特徴を、そのような特徴が相反しない限り含むことができる。
【００８９】
本明細書において数値範囲が示されるときは常に、示された範囲内のあらゆる引用される数字（小数または整数）を含むことを意味する。第１の指示番号と第２の指示番号「との間の範囲」、および第１の指示番号「から」第２の指示番号「までの範囲」という句は、本明細書では交換可能に使用され、第１および第２の指示番号と、それらの間のすべての小数および整数の数字とを含む。従って、範囲形式の記載は、単に便宜的および簡潔さのためのものであり、本開示の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。従って、ある範囲の記載は、その範囲内のすべての可能な下位範囲ならびに個々の数値を具体的に開示したようにみなされるべきである。例えば、１から６までなどの範囲の記載は、１から３まで、１から４まで、１から５まで、２から４まで、２から６まで、３から６まで等などの下位範囲、ならびにその範囲内の個々の数字、例えば１、２、３、４、５および６ならびに非整数中間値を具体的に開示したようにみなされるべきである。このことは範囲の幅に関係なくあてはまる。
【００９０】
明確にするために別々の実施形態の文脈で記載される本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で記載される本開示の様々な特徴は、別々に、または任意の適切な下位の組合せで、または本開示のいずれかの他の記載された実施形態において適切なように提供されてもよい。様々な実施形態の文脈で記載される特定の特徴は、実施形態がそれらの要素がなくても動作できる限り、それらの実施形態の不可欠な特徴と見なすべきではない。
【００９１】
本発明をその特定の実施形態に関連して記載してきたが、他の代替物、修正物、変形物、および等価物が当業者には明らかであることは明らかである。従って、本発明の趣旨および添付の請求項の広い範囲内に入るそのような代替物、修正物、変形物および等価物の全てを包含することが意図される。
【００９２】
さらに、上に記載した様々な実施形態は、例示的なブロック図、フローチャートおよび他の図に関して記載されている。当業者には明らかであるように、示された実施形態およびそれらの様々な代替物は、示された例に限定されることなく実施されてもよい。例えば、ブロック図および付随する記載は、特定の構造、レイアウトまたは構成を強制するものとして解釈されるべきではない。
【００９３】
「１つまたは複数」、「少なくとも」、「しかしこれに限定されない」または他の同様の句など、広範な語および句の存在がある場合、そのような広範な句が存在しないかもしれない場合により狭い事例が意図されるまたは要求されることを意味するように読むべきではない。「モジュール」という用語の使用は、モジュールの一部として記載または特許請求されている構成要素または機能がすべて共通のパッケージ内に構成されていることを意味するものではない。実際、モジュールの様々な構成要素のいずれかまたは全部は、制御論理であろうと他の構成要素であろうと、単一のパッケージに組み合わされても、別々に維持されてもよく、さらに複数のグループまたはパッケージに、あるいは複数の場所に分散されてもよい。
【００９４】
さらに、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれらのいずれかの組み合わせによって実装されてもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェアまたはマイクロコードで実装される場合、必要なタスクを実行するプログラムコードまたはコードセグメントは、記憶媒体などのコンピュータ可読媒体に格納されてもよい。プロセッサは、必要なタスクを実行することができる。
【００９５】
本明細書中で言及された全ての公開物、特許および特許出願は、個々の公開物、特許または特許出願が具体的かつ個々に参照により本明細書に組み込まれて示されているのと同程度に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本出願におけるいずれの参考文献の引用または特定も、そのような参考文献が本開示の先行技術として利用可能であることを認めるものと解釈されてはならない。セクション見出しが使用される限り、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。開示された主題の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められ、前述の様々な特徴の組み合わせおよび副次的な組み合わせの両方、ならびに前述の記載を読めば当業者が思い付くであろうその変形および修正を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【国際調査報告】
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